选择题专练1 力学四大模型之——连接体模型（解析版）—2022年高考物理压轴培优练

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选择培优练 1 力学四大模型之—连接体模型

题组 1 连接体动力学分析问题...........................................................................................................................1

题组 2 通过杆连接物体的功能分析问题...........................................................................................................9

题组 3 通过轻绳连接物体的功能分析问题.....................................................................................................13

题组 4 通过接触面连接物体的功能分析问题.................................................................................................17

题组 5 匀质链条(绳子)功能分析问题...............................................................................................................18

题组 1 连接体动力学分析问题

1.(2021·山东·新泰市第一中学高三阶段练习)如图所示，固定的倾斜直杆与水平方向成 α角，直杆上套有一

个圆环，圆环通过一根细线与一只小球相连接，当圆环沿直杆由静止开始下滑时，小球与圆环保持相对静

止，细线伸直，且与竖直方向成 β，下列说法正确的是(　　)

A．若直杆光滑，一定有 α=βB．若直杆光滑，β有可能为零

C．若直杆粗糙，β不可能为零 D．若直杆粗糙，有可能 α<β

【答案】A

【解析】

AB．若直杆光滑，环和小球均沿直杆加速下滑，做整体分析有

对小球分析有联立解得 α=βA正确，B错误；CD．若直杆粗糙，环和小球均

沿直杆加速下滑，做整体分析有，所以有，对小球分析有

，则有，即

即杆粗糙时，只需满足即可。CD 错误。故选 A。

2.(2021·湖北·高三阶段练习)如图所示，倾角为 45°的足够长的斜面固定在水平面上，质量为 m的滑块 A、

质量为 2m的滑块 B叠放在一起，B上表面水平，A置于 B上表面的最右端。现由静止释放 A和B，当 B

沿斜面向下运动时，A相对 B发生滑动。若 B的右侧面的高度为 H，A可视为质点，不计一切摩擦，重力

加速度大小为 g，下列说法正确的是(　　)

A．B受到 A的压力为 mg B．A运动的加速度大小为 0.5g

C．A在B的上表面滑行的时间为 D．B受到斜面的支持力为

【答案】C

【解析】设 A、B之间的弹力大小为，斜面与 B之间的弹力大小为，对 A，由牛顿第二定律得

；对 B，由牛顿第二定律有，，

联立可得，，

A竖直向下运动的位移为 H，由，可得 A在B的上表面滑动的时间为，故选 C。

3．(2021·辽宁朝阳·二模)如图甲所示，一个质量不计的弹簧测力计，劲度系数为 30N/m，下面悬挂一个物

块A，此时弹簧测力计示数为 4N。现将一个质量为 0.5kg 的木板 B放在 A下面，在外力作用下托住木板 B

使物块 A向上运动一段距离，如图乙所示，当系统静止后，如果突然撤去木板 B的瞬间物块 A向下的加速

度为。若不撤去木板 B用外力控制木板 B使二者一起以加速度向下做匀加速直线运动至二者

分离，弹簧测力计始终未超量程，重力加速度，以下说法正确的是(　　)

A．撤去木板 B的瞬间弹簧测力计的示数为 3.75N

B．匀加速运动阶段起始时刻外力大小为 8.1N

C．匀加速运动阶段二者分离时外力的大小 4.5N

D．分离时弹簧测力计示数为零

【答案】C

【解析】A．对 A：初始时刻时弹簧测力计示数为 4N，有，突然撤去木板 B的瞬间物块 A向下

的加速度为，则有，联立代入数值解得，，选项 A错误；B．

若不撤去木板 B用外力控制木板 B使二者一起以加速度向下做匀加速直线运动，对 AB 整体分析有

，解得，选项 B错误；CD．分离时，根据牛顿第二定

律，对 B：，对 A：，解得，，选项 C正确，D错误。

故选 C。

4．(2021·广东实验中学高三阶段练习)如图所示，三个物体 A、B和C的质量分别为 2m、m和m，A、B叠

放在水平桌面上，A通过跨过光滑定滑轮的轻绳与 C相连，定滑轮左端的轻绳与桌面平行，A、B间的动

摩擦因数为，B与桌面间的动摩擦因数为，A、B、桌面之间的最大静摩擦力等于相对应的滑动

摩擦力，重力加速度为 g，下列说法正确的是(　　)

A．三个物体 A、B、C均保持静止

B．轻绳对定滑轮的作用力大小为

C．若 A、B之间发生相对滑动，则需满足

D．若 A、B之间未发生相对滑动，则 A受到的摩擦力大小为

【答案】C

【解析】A．物块 A与B之间的最大静摩擦力

物块 B与桌面间的最大静摩擦力，显然，由于，即，物块 B一

定与桌面间发生相对滑动，A错误；

B．由于物块 C加速下滑，绳子拉力，因此轻绳对定滑轮的作用力大小，B错误；

C．若 A与B间恰好将发生相对滑动时，A与B的加速度恰好相等，此时对物块 B，

对A、B整体，对物块 C，，解得，因此若 A、B之间发生相对滑动，则

需满足，C 正确；

D．若 A、B之间未发生相对滑动，则对整体，对物块 B，可得 A受到的摩擦力

大小，D错误。

时，依然有，，，，由于 F和的具体关系未知，所以 CD 错误。故选 A。

5．(2021·河北衡水中学高三阶段练习)如图所示，一小车静止在粗糙水平面上，用细线 OA 和AB 将一质量

为m的小球悬挂在小车中，其中 OA 与竖直方向成 30°角，∠AOB=15°，AB 水平并与固定在小车侧壁上的

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